90亿美元造价,韦伯太空望远镜发回宇宙深空奇景

(华盛顿13日讯)美国太空总署(NASA)当地时间周二拉开数十亿年宇宙演化的帷幕,公布首批由史上最大、最强的韦伯太空望远镜拍摄的宇宙深处高清彩色照片,声称成果超了预期。

韦伯的发布给我们带来了令人惊叹的图像,包括南环星云,这是由一颗垂死的恒星喷出的气体和尘埃组成的球体;还有史蒂芬五重星系,一个数百万光年外的星系群。但最引人注目的图像是船底座星云,这是一个巨大的漩涡状尘埃云,它是恒星的摇篮,也拥有银河系中一些最明亮的爆炸恒星。用红外线观察,这个星云就像一座被侵蚀的海岸悬崖,若隐若现,上面点缀着数百颗天文学家从未见过的恒星。

船底座星云。 NASA, ESA, CSA, AND STSCI

路透社报导,韦伯是为了比以前更清晰地观察宇宙的诞生而设计,其拍摄到的首批全彩高清照片,被NASA形容为标志著天文探索新时代的里程碑。

由美国诺斯洛普格拉曼(Northrop Grumman)根据NASA的合同,花了近20年建造的韦布,在去年12月25日被送上太空。这个身价90亿美元的红外线望远镜,在一个月后到达距离地球近100万英里(约160公里)的太阳轨道。

经过几个月的远程校准镜子和仪器后,韦伯进行了微调,科学家们将开始一项挑选议程,探索星系的演化、恒星的生命周期、遥远的系外行星的大气,以及我们外太阳系的卫星。

来自NASA及其国际合作伙伴的约300名科学家、望远镜工程师、政治人物和高级官员,周二挤在马里兰州戈达德太空飞行中心一个礼堂,见证照片的公布。


每张照片都有新发现

NASA局长纳尔逊在台上形容,韦伯的“每一张照片都是一个发现”。戈达德太空飞行中心的韦伯副项目科学家斯特劳恩,与专家小组向记者介绍情况时说:“我们所有人都被震撼了。”

科学研究已经在进行中。大约13个项目被选为开启韦伯时代的项目,命名为“早期发布科学计划”。它们涵盖了一系列类别,包括我们的太阳系、星系和星系间空间、大质量黑洞和它们所在星系以及恒星的演化。“科学成果将从现在开始纷至沓来,”里格比说。我们将比以往更深入地了解宇宙的过去。

韦伯望远镜的第一张深场图捕捉到了SMACS 0723这个星团。
韦伯望远镜的第一张深场图捕捉到了SMACS 0723这个星团。 NASA, ESA, CSA, AND STSCI

被美国NASA选中展示韦伯能力并预示未来科学任务的第一张照片,花了数周时间才从望远镜的原始数据中输出。

这张美国总统拜登周一预览,但在周二以更高调方式展示的照片,是一个遥远星系团的“深空”照片,名为SMACS 0723,揭示了迄今为止记录的早期宇宙最详细的视图。

星系团SMACS 0723的中红外线(左)和近红外线(右)图像。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)
星系团SMACS 0723的中红外线(左)和近红外线(右)图像。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)

NASA指出,图像里的数千个星系中至少有一个暗淡星系,年龄接近138亿年前宇宙大爆炸的95%。

船底座星云中宇宙悬崖的合成图像,由韦布太空望远镜近红外线相机和中红外仪器数据创建。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)
船底座星云中宇宙悬崖的合成图像,由韦伯太空望远镜近红外线相机和中红外仪器数据创建。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦伯ERO制作团队)
韦布观测到的南环星云,中心是一对彼此紧密环绕的双星。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)
韦伯观测到的南环星云,中心是一对彼此紧密环绕的双星。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)

周二公布的另外4个韦布目标的特写镜头中,有两团因恒星爆炸冲入太空,形成新恒星孵化器的巨大气体和尘埃云,即地球数千光年外的船底座星云(Carina Nebula)和南环星云(Southern Ring Nebula)。

另外还包括被称为斯蒂芬五重星系(Stephan’s Quintet)的新图像。该星系团于1877年首次发现,被NASA形容为“互锁反复近距离进行的宇宙旋舞”。

透过韦布太空望远镜中红外仪器看到,5个星系集合而成的斯蒂芬五重星系。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)
透过韦伯太空望远镜中红外仪器看到,5个星系集合而成的斯蒂芬五重星系。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)
太空中5个非常靠近的一组星系:两个在中间,一个在顶部,一个在左上角,另一个在底部。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)
太空中5个非常靠近的一组星系:两个在中间,一个在顶部,一个在左上角,另一个在底部。(图取自NASA/欧洲航天局/加拿大航天局/太空望远镜科学研究所/韦布ERO制作团队)

除了画面,NASA展示了韦伯对1100多光年外木星大小的系外行星,进行的第一次光谱分析,揭示了经过大气层过滤的光线分子特征,包括水蒸气的存在。科学家们提出了在未来最终在更小的岩石状类地系外行星表面,探测到水的可能性。

韦伯的设计主要是在红外光谱中观察其对象,其灵敏度比30年前的哈勃太空望远镜高约100倍,哈勃太空望远镜主要使用光学和紫外线波长。

韦布的主镜有更大的集光面,由18个六角形的镀金铍金属段组成,使其能够观察更远的物体,因此可追溯到更远的时间。而红外光学系统使韦布能够探测到更广泛的天体,并透过尘埃和气体云看清可见光谱中的光线。

韦布的所有5个目标都是科学家以前所知的,但NASA表示,韦布的早期图像证明它按设计运作,还比预期的要好,同时以全新的视角捕捉对象。

比如,南环星云的图像就清楚地显示,位于其中心的垂死恒星,是一对彼此紧密环绕的双星。而新的船底座星云照片暴露了其前所未见的巨大云层轮廓。


研究员:一件艺术品

“这是这台望远镜揭示的一件艺术品。”韦布望远镜中加拿大制造的近红外相机和光谱仪的首席研究员多扬说:“这超出了我的科学思维。”

SMACS 0723图像显示了一个46亿年前的星系团,其组合质量充当“引力透镜”,扭曲空间以极大地放大了更遥远星系的光。而出现在照片“背景”中的一个较老的星系,可追溯到大约131亿年前。

NASA指出,这张照片提供了“早期宇宙最详细的视图”以及“遥远宇宙最深、最清晰的红外图像”。

SMACS 0723图像中出现的数千个星系,突显了宇宙的浩瀚,它们出现在一小片天空中,就像一个站在地球上的人一臂之遥的一粒沙子。

五个发现,五个星系:史蒂芬五重星系由詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄并于周二发布。
五个星系:史蒂芬五重星系由詹姆斯韦伯太空望远镜拍摄并于周二发布。 NASA, ESA, CSA, AND STSCI

(源自东方Online)